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试论乙烯法聚氯乙烯生产过程中的节能降耗措施

2020-07-04范生波

现代盐化工 2020年3期
关键词:聚氯乙烯节能降耗有效措施

范生波

摘   要:聚氯乙烯是一种出现比较早的树脂产品,也是5大合成塑料之一,有着非常好的力学和物理性能,在包装、装饰以及建筑等领域中得到广泛应用。在聚氯乙烯生产中,乙烯法是重要的技术方式,其降低了聚氯乙烯在生产中的能量消耗,可以提高生产的经济效益,具有非常好的生态效益,可以更好地在生活中使用。因此,基于可持续发展理念,在乙烯法聚氯乙烯生产中,要注重节能降耗措施的应用。分析乙烯法聚氯乙烯的生产现状,对其节能降耗措施进行探究。

关键词:乙烯法;聚氯乙烯;节能降耗;现状;有效措施

目前,在我国聚氯乙烯的生产中,主要采取乙烯法生产技术、天然乙炔技术和电石乙炔技术。其中,乙烯法是应用最为广泛的方式。在实际的聚氯乙烯生产中,利用乙烯法生产,需要借助各种类型的设备,通过设备辅助完成蒸馏、萃取以及合成等内容。随着科学技术的发展,人们的生活质量和水平不断提升,注重环保理念的引入,采取相应的节能降耗措施,符合我国可持续发展战略,能够实现低碳产品的生产。

1    乙烯法聚氯乙烯生产的现状

在社会经济快速发展的背景下,科学技术也在不断进步和完善,对于化工厂产品的需求量不断增加。化工企业的快速发展,在推动社会发展进步的同时,造成大量的污染,例如水污染、气体污染以及噪声污染等,对人的身体健康和智力造成了很大的消极影响,对自然生态系统造成了威胁。在聚氯乙烯行业发展的过程中,聚氯乙烯材料的用量非常大,达到70%,随着我国科学技术的发展和完善,被广泛地应用到各个领域。聚氯乙烯在应用中的理论性和综合性比较强,防水性能的能耗占据20%左右。因此,其污染物减排是现阶段的紧要任务。在聚氯乙烯的生产中,生产工具方面的节能方法非常多,加强节能降耗措施有着非常重要的意义。在传统计划经济体制的影响下,化工生产设备和技术不够完善,导致很多资源被浪费。在具体的生产中,气炉负荷和气化过程的各项指标受到聚氯乙烯质量的影响,聚氯乙烯质量浓度、黏度和稳定性越好,其输送过程越有利。在聚氯乙烯生产中会出现大量气体,这些气体有着非常好的应用价值,但是并没有受到化工企业的重视和研究,被作为废气排除。生产中的化学反应使得大多数水分被蒸发掉,产生大量的CO和水,使得煤的消耗量增加,对燃烧效果和聚氯乙烯成分产生影响,尤其是对合成气组分和产气率有较大的影响[1-2]。

2    乙烯法聚氯乙烯生产中的节能降耗措施

2.1  水资源消耗降低措施

2.1.1 加强母液回收和再利用

在乙烯法聚氯乙烯生产中,会产生较多的母液,母液水量相对较多。如果利用排除的方式,需要做好污水的处理工作,这会使得聚氯乙烯生产成本增加,也造成水资源的大量浪费。母液中包含较多杂质以及污染物,需要采取离心、分离以及过滤等多种措施,做好污水的回收和处理,保证母液水符合冲洗水的各项标准。对母液进行回收再利用,可以用于浆料槽、汽提塔、聚合釜等设备的冲洗。对于离心机中的污水,可以输送到污水罐中,通过过滤器以及微生物等处理方式,回收部分符合标准的母液,传输到冲洗罐中;对于不符合排放标准的废水,采取相应的污水处理方式对母液水进行回收和再次利用,可以有效减少聚氯乙烯生产中的水资源使用量、降低聚氯乙烯的生产成本。

2.1.2 对蒸汽冷凝液进行回收利用

在聚氯乙烯的生产中,蒸汽冷凝水的来源主要是热去离子水升温和干燥系统。在热去离子水中,主要通过1.2 MPa中压蒸汽开展加热作业;在干燥系统中,主要利用0.3 MPa低压蒸汽开展连续运行作业。蒸汽冷凝水具有比较大的纯度,但是依然不适合直接使用,需要对其进行相应的处理之后才可使用,以保证聚氯乙烯的生产更加安全,保障各设备稳定、正常地运行。

2.1.3 冲洗水的有效利用

在聚氯乙烯的生产过程中,对冲洗水的需求量比较大。虽然将母液水回收作为冲洗水,但是依然需要大量的冲洗水,这给生产系统带来了较大负荷,影响了生产原料的处理,使得聚氯乙烯生产成本增加。(1)加强冲洗水的管理控制。在聚合釜的原料卸载中,部分原料粘在聚合釜壁上,在冲洗的过程中,需要使用大量的冲洗水,如果没有进行充分的冲洗,就很容易导致聚合釜壁上留有原料,对后期的涂釜效果产生影响。但是,大量的冲洗水进入聚合釜,会使浆液的体积不断增大,导致生产成本增加。通过相应的实验和探索,在聚合釜卸料的过程中,当聚合釜液体位置低于搅拌桨叶时,使用冲洗水开展喷淋作业,对聚合釜壁進行清洗,可以有效减少冲洗水的使用量,达到节约水资源的目的。(2)做好汽提塔冲洗水控制。在具体的生产作业中,在汽提塔的踏板上会滑落浆料,很容易出现堵塞或者偏流等问题,为了有效避免此类事故,需要利用冲洗水从塔顶冲洗,大量的冲洗水进入汽提塔使得汽提塔的负荷增加。因此,需要借助相应的精确分析和控制,每隔10 min左右进行一次汽提塔冲洗,每次冲洗的时间应当控制在20 s左右,降低冲洗水的使用量,保证聚氯乙烯能够安全、正常地生产,实现节能降耗的目标。

2.2  电能消耗的降低措施

2.2.1 借助变频技术降低电能消耗

在社会快速发展的背景下,聚氯乙烯的需求量不断增加,聚釜容积也不断增加,配药的聚釜搅拌机功率也在提高。目前,在聚氯乙烯生产中,通常采用功率较大的搅拌机,消耗的电能相对较大。为了有效降低电能消耗,需要结合生产的不同阶段,控制搅拌机的电流变化,有效引入变频技术,结合搅拌机的不同阶段,提供有针对性的额定输出功率,降低电能的消耗量,降低生产成本,达到聚氯乙烯生产的节能降耗目标。

2.2.2 加强大功率电机设备管理工作

在实际的生产过程中,为了保证各项设备正常运行,需要保证循环水泵的持续运行,做好相应的温度控制。在聚釜卸料过程中,其内部温度变化不大,利用循环水就可以实现正常的温度控制,需要将循环水泵关闭一定的时间。针对此类情况,需要对聚氯乙烯的生产过程进行分析,结合每个阶段和步骤,了解不同设备的功能以及性质,借助信息化技术对其进行运行分析,做好设备开关的设置控制,或者采取低功率运行方式,有效降低电能消耗。另外,在不同的季节、温度以及时段,聚氯乙烯生产设备需要作出相应的调整,有效降低电能消耗。

2.3  气耗降低措施

2.3.1 有效利用冷凝水产生的热量

在聚氯乙烯的生产过程中,可以采用热去离子和冷去离子混合的方式,借助熱去离子可以保证料罐温度控制在85 ℃以上。在具体的热去离子方式利用中,实现原料罐中水蒸气和水的热能交换,除了产生较多冷凝水,还会产生较多热量。实施气耗降低措施,对设备进行相应的升级改造,增加换热站和疏水阀,借助冷凝水和蒸汽实现温度的交换,有效降低蒸汽使用量,达到节能降耗的目标。

2.3.2 加强汽提塔的管理和控制

在具体实践中,借助精密控制措施,考虑聚氯乙烯生产的不同情况,做好蒸汽流量、原浆流量等控制工作,无论过快还是过慢,都会对汽提塔产生一定的影响,还可能导致汽提塔停止运行。同时,在具体生产中,需要做好每个设备的监管工作,优化设备运行参数,避免为了提升产量或者速度作出修改。例如,增加蒸汽量或者提升釜板流速可能会造成塔压过高等问题,对聚氯乙烯质量产生影响。

2.3.3 有效利用母液水产生的热量

母液水温度比较高,在聚氯乙烯生产中,产生的母液水比较多,能用作冲洗水,需要借助相应的设备进行降温处理。在系统干燥空气预热中,可以对离心母液水进行利用,在降低母液水温度的同时,实现干燥空气预热,提高母液水的回收利用率。另外,还需要加强排出气体的控制,对于排出的大量氯乙烯单体(Vinyl Chloride Monomer,VCM),提高相应的排气压力,结合相应的数据监测,VCM质量浓度会明显下降。但不能一味采取提高排气压力的方式,需要结合实践不断总结和分析,增加吸附设备等,做好VCM回收,降低生产成本。

3    结语

我国社会经济和科学技术的快速发展,推动着我国聚氯乙烯行业的发展。在乙烯法聚氯乙烯生产中,注重节能降耗措施的利用,符合可持续发展的要求,提高了聚氯乙烯企业的市场竞争力。因此,在具体的生产中,需要结合生产的环节,从水资源、电资源、气资源等方面入手,采取相应的节能降耗措施,达到企业的生产目标,推动聚氯乙烯行业的可持续发展。

[参考文献]

[1]刘清泉.乙烯法聚氯乙烯生产过程中的节能降耗措施[J].化工管理,2019(22):41-42.

[2]赵 鑫.乙烯法聚氯乙烯生产过程中的节能降耗措施[J].聚氯乙烯,2019,47(1):6-8.

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